特种焊接技术

1、第五单元 高频焊 5.1 高频焊概述 5.2 高频焊设备与工艺 5.3 典型材料的高频焊 综合知识模块 5.1 高频焊概述 o 高频焊（high-frequency resistance welding，HFRW）是在50年代初发明，并 应用于生产的。 o 利用10500kHz的高频电流经焊件连接面 产生电阻热，并在施加(或不施加)压力的情 况下，达到金属结合的一种焊接方法。 5.1 高频焊概述 o 5.1.1 高频焊的基本原理 o 5.1.2 高频焊的特点及应用 5.1.1 高频焊的基本原理 o 一、高频焊的基本类型一、高频焊的基本类型 o 二、高频焊过程及实质二、高频焊过程及实质 一、高频

2、焊的基本类型一、高频焊的基本类型 o 根据高频电能导入方式，高频焊可分为高频 电阻焊和高频感应焊两种。 o 高频电阻焊时，电流是通过电极触头直接接 触导入焊件实施焊接的，故又称高频接触焊。 o 集肤效应是指高频电流倾向于在金属到体表 面流动的一种现象。 o 邻近效应是指当高频电流在两导体中彼此反 向流动或在一个往复导体中流动时，电流集 中流动于导体邻近侧的现象。 二、高频焊过程及实质二、高频焊过程及实质 o 高频焊是借助高频电流的集肤效应把高频电 流集中于待焊件的表层 o 利用邻近效应控制高频电流的流动路线、位 置和范围，使电流只流过焊件中需要加热的 区域 o 加热到焊接所需温度，然后施加压力

3、，从而 实现连接。 5.1.2 高频焊的特点及应用 o 一、高频焊的特点一、高频焊的特点 o 二、高频焊应用范围二、高频焊应用范围 一、高频焊的特点一、高频焊的特点 o 1焊接速度高 o 2热影响区小 o 3焊前无须清理 缺点： o 1焊接时对装配质量要求高，尤其是连续 高频焊接型材时，装配和焊接都是自动化的， 任何因素造成V形开口形状的变化都会影响 焊接质量 。 o 2电源回路的高压部分对人身与设备的安 全有威胁，要有特殊的保护措施。 o 3回路中振荡管等元件的工作寿命较短， 而且维修费用也较高。 二、高频焊应用范围二、高频焊应用范围 o 1适焊材料 高频焊可焊接低碳钢、低合 金高强度钢、不

4、锈钢、铝合金、钛合金（需 用惰性气体保护）、铜合金（黄铜件要使用 焊剂）、镍、锆等金属材料。 o 2结构类型 高频焊除能制造各种材料的 有缝管、异型管、散热片管、螺旋散热片管、 电缆套管等，还能生产各种断面的结构型材 （T形、I形、H形等）、板（带）材等，如 汽车轮圈、汽车车箱板、工具钢与碳钢组成 的锯条、刀具等。 5.2 高频焊设备与工艺 o 5.2.1 高频焊设备与安全技术 o 5.2.2 高频焊制管工艺 5.2.1 高频焊设备与安全技术 o 一、高频焊设备一、高频焊设备 o 二、高频焊的安全技术二、高频焊的安全技术 一、高频焊设备一、高频焊设备 o 高频焊设备主要用于制管 o 高频焊制管

5、机组，它是由水平导向辊、高频 发生器及其输出装置、挤压辊、外毛刺清除 器、磨光辊、机身以及一些辅助机构、工具 等部分组成， o 1高频发生器频发生器 2电极电极 3感应圈感应圈 4阻抗器阻抗器 二、高频焊的安全技术二、高频焊的安全技术 o 高频焊时，影响人身安全的最主要因素在于 高频焊电源，高频发生器回路中的电压非常 高，如果操作不当，一旦发生触电，必将导 致严重人身事故。 o 1高频发生器机壳与输出变压器必须良好 接地，接地线应尽可能地短而直，接地电阻 应不大于4；而且设备周围特别是工人操 作位置还应铺设耐压35kV的绝缘橡胶板。 o 2禁止开门操作设备，在经常开闭钓门上 设置联锁门开关，保

6、证只有门处在紧闭时， 才能启动和操作设备。 o 3停电检修时，必须拉开总配电开关，并 挂上有人操作、不准合闸的标牌；在打开机 门后，还需用放电棒使各电容器组放电。放 电后，才开始具体检修操作。 o 4一般都不允许带电检修；如实在必要时， 操作者必须穿绝缘鞋、带绝缘手套，并必须 另有专人监护。 o 5启动操作设备时，还应仔细检查冷却水 系统，只在冷却水系统工作正常情况下，才 准通电预热振荡管。 o 高频电磁场对人体和周围物体有作用，如可 使周围金属发热，可使人体细胞组织产生振 动，引起疲劳、头晕等症状，所以对高频设 备裸露在机壳外面的各高频导体还需用薄铝 板或铜板加以屏蔽，使工作场地的电场强度

7、不大于40V/m。 5.2.2 高频焊制管工艺 o 一、典型高频焊制管工艺一、典型高频焊制管工艺 o 二、常用金属管子的焊接工艺要点二、常用金属管子的焊接工艺要点 o 三、焊接工艺参数的选择三、焊接工艺参数的选择 一、典型高频焊制管工艺一、典型高频焊制管工艺 o 1高频电阻焊制管高频电阻焊制管 2.高频感应焊制管高频感应焊制管 3两种高频焊制管法的比较两种高频焊制管法的比较 o 1)焊管表面光滑，特别是焊道内表面较平整， 适用于焊接电缆套或流通液体等要求内壁平 滑的管材。 o 2) 感应圈不与管壁接触，故对管坯接头及 表面质量要求比较低，亦不会像高频电阻焊 时可能引起管子表面烧伤。 o 3)

8、因不存在电极（滑动触头）压力，故不 会引起管坯局部失稳变形，也不会引起管坯 表面镀层擦伤，因此能适宜于制造薄壁管和 涂层管。 o 4) 不用电极，因而省料省时。 o 5) 不存在电极触头开路(脱离接触)问题， 功率传输及焊接电流稳定，而且焊接过程中 调整也较容易。 二、常用金属管子的焊接工艺要点二、常用金属管子的焊接工艺要点 o 1.碳钢和低合金高强钢管的焊接碳钢和低合金高强钢管的焊接 o 碳当量Ceq 0. 2%的非合金钢管，其高频 焊焊接性良好，焊后无需进行热处理。碳当 量大于0.650.7的非合金钢管焊接性差， 焊缝极易脆裂，因而禁止焊接。 o 焊接时可在高频焊接装置处和管坯内部喷送 中

9、性气体流(如氮气)进行气体保护的方法加 以解决。 2.不锈钢管纵缝的焊接不锈钢管纵缝的焊接 o 不锈钢的导热性差，电阻率高，与用高频焊 制造相同直径和壁厚的其他钢材的管子比较， 所消耗的热功率小；在相同输入电功率情况 下，焊接速度较高。 o 采用焊前固溶处理、提高焊接速度，焊后使 管材通过冷却器进行急冷等措施来避免和限 制在热影响区析出碳化物，以获得抗腐蚀性 良好的接头。 3.铝及铝合金管纵缝的焊接铝及铝合金管纵缝的焊接 o 铝及铝合金熔点低，易氧化，焊接时接合面 很快被加热到熔化温度。 o 铝合金是非导磁体，高频电流穿透深度较大， 应选取较高的电源频率，要求高频电源的电 压和功率应具有较高的

10、稳定度及较小的波动 系数。 4.铜及铜合金管纵缝的焊接铜及铜合金管纵缝的焊接 o 铜及铜合金是非导磁材料，具有良好的导电 和导热性，因此，焊接时也须采用较高的频 率和焊接速度，以使电能更强地集中于会合 面的表层，减少热能的损失。 o 用高频焊焊接黄铜管纵缝时，会合面表层加 热到熔化温度时，锌易被氧化和蒸发，故也 需快速加热和挤压，将巳熔化的金属与氧化 物彻底挤掉。 三、焊接工艺参数的选择三、焊接工艺参数的选择 o 影响高频焊管质量的主要因素有：电源频率、 会合角、管坯坡口形状、电极和感应圈及阻 抗器的安放位置、输入功率、焊接速度、焊 接压力（挤压力）等。 o l.电源频率电源频率 o 2.会合角的选择会合角的选择 o 3. 管坯坡口形状管坯坡口形状 o 4电极触头、感应圈及阻抗器安放位置电极触头、感应圈及阻抗器安放位置 o 1）电极触头位置 o 2）感应圈位置 o 3）阻抗器位置 o 5. 输入功率的选择输入功率的选择 o 6.焊接速度的选择焊接速度的选择 o 7.